پرسش ۲-۲ فصل دوم فیزیک یازدهم
اگر لامپ‌های رشته‌ای (التهابی) را با لامپ‌های $\text{LED}$ جایگزین کنیم، درخواهیم یافت که در مصرف انرژی تفاوت چشمگیری حاصل می‌شود. مثلاً در حالی که لامپ هالوژن یک کلاه ایمنی چند باتری را در ۳ ساعت مصرف می‌کند، نوع $\text{LED}$ همان لامپ، باتری‌ها را در ۳۰ ساعت به مصرف می‌رساند. دلیل این اختلاف را بیان کنید.
پاسخ تشریحی و گام به گام پرسش ۲-۲ فصل دوم فیزیک یازدهم
این اختلاف فاحش در زمان تخلیه‌ی باتری (نسبت ۱ به ۱۰) به دلیل تفاوت در **بازده تبدیل انرژی** بین لامپ‌های رشته‌ای (هالوژن) و لامپ‌های $\text{LED}$ است. 💡
---
## دلیل اختلاف مصرف انرژی (بازدهی)
### ۱. لامپ‌های رشته‌ای (هالوژن)
* **عملکرد:** این لامپ‌ها با گرم کردن رشته فلزی تا دمای بالا نور تولید می‌کنند. بخش عمده‌ی انرژی الکتریکی مصرف شده (حدود $\mathbf{۸۰\%}$ تا $\mathbf{۹۰\%}$) به صورت **گرما** (اشعه فروسرخ) تلف می‌شود.
* **نتیجه:** **بازدهی نوری بسیار پایین** دارند و برای تولید نور کافی، به **توان** و **جریان** بالایی نیاز دارند. توان بالا منجر به $\mathbf{\text{تخلیه سریع باتری}}$ (مثلاً ۳ ساعت) می‌شود.
### ۲. لامپ‌های $\text{LED}$ (دیود نورگسیل)
* **عملکرد:** $\text{LED}$ها مستقیماً جریان الکتریکی را به نور تبدیل می‌کنند (فرآیند الکترولومینسانس)، بدون نیاز به تولید گرما.
* **اتلاف انرژی:** اتلاف انرژی به شکل گرما در آن‌ها بسیار کمتر است و **بازدهی نوری بسیار بالا** دارند.
* **نتیجه:** برای تولید همان میزان نور، به **توان** و **جریان** بسیار کمتری نیاز دارند.
---
## نتیجه‌گیری
**لامپ $\text{LED}$ به دلیل بازدهی بسیار بالاتر در تبدیل انرژی الکتریکی به نور مرئی، جریان کمتری از باتری می‌کشد** $(\mathbf{I_{\text{LED}} \ll I_{\text{هالوژن}}})$. این امر باعث افزایش چشمگیر زمان کارکرد باتری (مثلاً ۳۰ ساعت) می‌شود.
